气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律m
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*
例：在常压及20℃下，测得氨在水中的平衡数据为：
0.5gNH3/100gH2O浓度为的稀氨水上方的平衡分压为400Pa，
在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示，试求亨利系
数 E，溶解度系数 H，及相平衡常数 m。（氨水密度可取为 1000kg/m3）
* p 由亨利定律表达式知：E 解： x
p y* P
由亨利定律： p * E x
E y x P
即：
E m P
3）用摩尔比Y和X分别表示气液两相组成的亨利定律
a) 摩尔比定义：
Leabharlann Baidu
液相中溶质的摩尔数 x X 液相中溶剂的摩尔数 1 x
气相中溶质的摩尔数 y Y 气相中惰性组分的摩尔数 1 y
WA mA nA M A M XA A mB n B M B MB
式中 M 、M B 分别为混合物中、组分的千摩尔质量， kg/kmol 。
A
在计算比质量分数或比摩尔分数的数值时，通常 以在操作中不转移到另一相的组分作为组分。在吸收 中，组分是指吸收剂或惰性气，组分是指吸收质。 2．质量浓度与物质的量浓度 质量浓度是指单位体积混合物内所含物质的质量 。对于组分,有 mA A V （8-4） 式中 ——混合物中组分的质量浓度，㎏/m3； A 3。 —— 混合物的总体积， m V
第六章 吸收
第二节 气液相平衡
一 吸收中的相组成表示法
在吸收操作中气体的总量和液体的总量都随操作的进 行而改变，但惰性气体和吸收剂的量始终保持不变。 因此，在吸收计算中，相组成以比质量分数或比摩尔 分数表示较为方便。 1．比质量分数与比摩尔分数 （ 1 ）比质量分数 混合物中某两个组分的质量之比 称为比质量分数，用符号表示。即：
*
2、亨利定律的其他表示形式
1）用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的亨 利定律
H——溶解度系数 ，单位：kmol/m3· Pa或kmol/m3· atm。 H是温度的函数，H值随温度升高而减小。 易溶气体H值大，难溶气体H值小。 H与E的关系
c p H
*
设溶液的密度为 kg / m 3 ，浓度为 C总kmol / m3，则
c p H
*
0.5 / 17 3 c 0 . 293 kmol / m 0.5 100 1000
wA wA WA KgA / KgB wB 1 wA
（2）比摩尔分数 混合物中某两个组分的摩尔数之 比称为比摩尔分数，用符号（或）表示。即：
xA xA XA xB 1 x A
kmolA/kmolB
如果混合物是双组分气体混合物时，上式则用与 的关系表示为： y y A kmolA/kmolB YA A yB 1 y A （3）比质量分数与比摩尔分数的换算关系
0.5 / 17 x 0.00527 0.5 / 17 100 / 18
4 p 400 7 . 59 10 Pa ∴亨利系数为 E 0.00527 x 400 p * * 0.00395 又 y mx，而 y 5 P 1.01 10
∴相平衡常数 m 0.00395 0.75 0.00527
•吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。
•温度、溶液的浓度一定时，溶液上方分压越大的物质越难溶。
•对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 •对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。 •加压和降温对吸收操作有利。
三、亨利定律
1、亨利定律
p Ex
E——亨利常数，单位与压强单位一致 。 E值取决于物系的特性及温度；温度T上升，E值增大； 在同一溶剂中，E值越大的气体越难溶。
物质的量浓度是单位体积混合物内所含物质的量 （用千摩尔数表示）。对于气体混合物，在压强不太 高、温度不太低的情况下，可视为理想气体，则组分 ，有 pA nA cA RT V
式中 c A ——混合物中组分的物质的量浓度，kmol/m3。
习题分析
1、空气和二氧化碳的混合气体中,二氧化碳的体积 分率20%,则( ) A、空气对二氧化碳的质量比为0.2 B、二氧化碳对空气的摩尔比为0.25 C、空气对二氧化碳的质量比为0.38 D、二氧化碳对空气的摩尔比为0.2 2、某溶液中乙醇的质量分率为46%,则乙醇对水的摩 尔比为( ) A．0.75； B.0.25； C.3； D.0.33
习题分析
• 3.在标准大气压下,20℃时氨在空气中的分压为 152mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率 y=________,摩尔比Y=_______。 • 4.若空气和氨的混合气总压100Kpa,氨的体积分率 是20%,则氨的摩尔分率是 ,比摩尔分率 ,分 压是 Kpa. • 5.在乙醇和水的混合液中，已知乙醇的质量分率 为0.95，则其摩尔分率为_________,摩尔比 __ _, 质量比 （附乙醇的分子量：46kg/kmol）
X Y x ,y 1 X 1 Y
由 y * mx得,
Y* mx * 1 x 1 Y
mx Y 1 (1 m) x
*
当溶液浓度很低时，X≈0， 上式简化为：
Y mX
亨利定律的几种表达形式也可改写为
*
P * x , c HP E y Y * * x , X m m
习题分析
6.在乙醇和水的混合液中，已知乙醇的质量分 率为0.95，则其摩尔分率、摩尔比、 质量 比分别为多少？（附乙醇的分子量： 46kg/kmol）
二、气体的溶解度
1、气体在液体中溶解度的概念
气体在液相中的溶解度 ：气体在液体中的饱和浓度 C 表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。
* A
2、溶解度曲线
C总
M
M M A x A M S xS
对于稀溶液， M
M S , S C总 s H E MsE
2) 气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律
y mx
m——相平衡常数 ，是温度和压强的函数。 温度升高、总压下降则m值变大， m值越大，表明气体的溶解度越小。
*
m与E的关系： 由分压定律知 ： p P y
例：在常压及20℃下，测得氨在水中的平衡数据为：
0.5gNH3/100gH2O浓度为的稀氨水上方的平衡分压为400Pa，
在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示，试求亨利系
数 E，溶解度系数 H，及相平衡常数 m。（氨水密度可取为 1000kg/m3）
* p 由亨利定律表达式知：E 解： x
p y* P
由亨利定律： p * E x
E y x P
即：
E m P
3）用摩尔比Y和X分别表示气液两相组成的亨利定律
a) 摩尔比定义：
Leabharlann Baidu
液相中溶质的摩尔数 x X 液相中溶剂的摩尔数 1 x
气相中溶质的摩尔数 y Y 气相中惰性组分的摩尔数 1 y
WA mA nA M A M XA A mB n B M B MB
式中 M 、M B 分别为混合物中、组分的千摩尔质量， kg/kmol 。
A
在计算比质量分数或比摩尔分数的数值时，通常 以在操作中不转移到另一相的组分作为组分。在吸收 中，组分是指吸收剂或惰性气，组分是指吸收质。 2．质量浓度与物质的量浓度 质量浓度是指单位体积混合物内所含物质的质量 。对于组分,有 mA A V （8-4） 式中 ——混合物中组分的质量浓度，㎏/m3； A 3。 —— 混合物的总体积， m V
第六章 吸收
第二节 气液相平衡
一 吸收中的相组成表示法
在吸收操作中气体的总量和液体的总量都随操作的进 行而改变，但惰性气体和吸收剂的量始终保持不变。 因此，在吸收计算中，相组成以比质量分数或比摩尔 分数表示较为方便。 1．比质量分数与比摩尔分数 （ 1 ）比质量分数 混合物中某两个组分的质量之比 称为比质量分数，用符号表示。即：
*
2、亨利定律的其他表示形式
1）用溶质A在溶液中的摩尔浓度和气相中的分压表示的亨 利定律
H——溶解度系数 ，单位：kmol/m3· Pa或kmol/m3· atm。 H是温度的函数，H值随温度升高而减小。 易溶气体H值大，难溶气体H值小。 H与E的关系
c p H
*
设溶液的密度为 kg / m 3 ，浓度为 C总kmol / m3，则
c p H
*
0.5 / 17 3 c 0 . 293 kmol / m 0.5 100 1000
wA wA WA KgA / KgB wB 1 wA
（2）比摩尔分数 混合物中某两个组分的摩尔数之 比称为比摩尔分数，用符号（或）表示。即：
xA xA XA xB 1 x A
kmolA/kmolB
如果混合物是双组分气体混合物时，上式则用与 的关系表示为： y y A kmolA/kmolB YA A yB 1 y A （3）比质量分数与比摩尔分数的换算关系
0.5 / 17 x 0.00527 0.5 / 17 100 / 18
4 p 400 7 . 59 10 Pa ∴亨利系数为 E 0.00527 x 400 p * * 0.00395 又 y mx，而 y 5 P 1.01 10
∴相平衡常数 m 0.00395 0.75 0.00527
•吸收剂、温度T、P 一定时，不同物质的溶解度不同。
•温度、溶液的浓度一定时，溶液上方分压越大的物质越难溶。
•对于同一种气体，分压一定时，温度T越高，溶解度越小。 •对于同一种气体，温度T一定时，分压P越大，溶解度越大。 •加压和降温对吸收操作有利。
三、亨利定律
1、亨利定律
p Ex
E——亨利常数，单位与压强单位一致 。 E值取决于物系的特性及温度；温度T上升，E值增大； 在同一溶剂中，E值越大的气体越难溶。
物质的量浓度是单位体积混合物内所含物质的量 （用千摩尔数表示）。对于气体混合物，在压强不太 高、温度不太低的情况下，可视为理想气体，则组分 ，有 pA nA cA RT V
式中 c A ——混合物中组分的物质的量浓度，kmol/m3。
习题分析
1、空气和二氧化碳的混合气体中,二氧化碳的体积 分率20%,则( ) A、空气对二氧化碳的质量比为0.2 B、二氧化碳对空气的摩尔比为0.25 C、空气对二氧化碳的质量比为0.38 D、二氧化碳对空气的摩尔比为0.2 2、某溶液中乙醇的质量分率为46%,则乙醇对水的摩 尔比为( ) A．0.75； B.0.25； C.3； D.0.33
习题分析
• 3.在标准大气压下,20℃时氨在空气中的分压为 152mmHg,此时氨在混合气中的摩尔分率 y=________,摩尔比Y=_______。 • 4.若空气和氨的混合气总压100Kpa,氨的体积分率 是20%,则氨的摩尔分率是 ,比摩尔分率 ,分 压是 Kpa. • 5.在乙醇和水的混合液中，已知乙醇的质量分率 为0.95，则其摩尔分率为_________,摩尔比 __ _, 质量比 （附乙醇的分子量：46kg/kmol）
X Y x ,y 1 X 1 Y
由 y * mx得,
Y* mx * 1 x 1 Y
mx Y 1 (1 m) x
*
当溶液浓度很低时，X≈0， 上式简化为：
Y mX
亨利定律的几种表达形式也可改写为
*
P * x , c HP E y Y * * x , X m m
习题分析
6.在乙醇和水的混合液中，已知乙醇的质量分 率为0.95，则其摩尔分率、摩尔比、 质量 比分别为多少？（附乙醇的分子量： 46kg/kmol）
二、气体的溶解度
1、气体在液体中溶解度的概念
气体在液相中的溶解度 ：气体在液体中的饱和浓度 C 表明一定条件下吸收过程可能达到的极限程度。
* A
2、溶解度曲线
C总
M
M M A x A M S xS
对于稀溶液， M
M S , S C总 s H E MsE
2) 气液相中溶质的摩尔分数表示的亨利定律
y mx
m——相平衡常数 ，是温度和压强的函数。 温度升高、总压下降则m值变大， m值越大，表明气体的溶解度越小。
*
m与E的关系： 由分压定律知 ： p P y